(57)【要約】【課題】本考案は、一日の気温の変動等のような超低周波信号を公知のオーディオ録音機器を利用して記録、再生可能な簡略構成の低周波信号記録装置を提供する。【解決手段】本考案の低周波信号記録装置１は、一日の気温の変動等のようなＤＣ〜２０Ｈｚ帯域の低周波信号を検出する検出手段２と、検出した低周波信号の増幅、ノイズ除去及び周波数帯域選択を行う増幅・周波数帯域選択回路３と、可聴周波数帯域のキャリア信号を出力する発振回路４及びキャリア信号を使用して低周波信号による変調を行い、低周波信号成分を含む可聴周波数帯域の記録用信号を出力する変調回路５からなる変調器６と、記録用信号を記録する記録部７を備えたオーディオ録音機器８と、を有するものである。【選択図】図１
0003126070.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ＤＣ〜２０Ｈｚ帯域の低周波信号を検出する検出手段と、
変調用の可聴周波数帯域のキャリア信号を出力する発振回路及び該発振回路からのキャリア信号を使用して前記低周波信号による変調を行い、前記低周波信号成分を含む可聴周波数帯域の記録用信号を出力する変調回路からなる変調器と、
前記変調回路からの記録用信号を記録する記録部を備えたオーディオ録音機器と、
を有することを特徴とする低周波信号記録装置。
【請求項２】
一日の気温の変動等のようなＤＣ〜２０Ｈｚ帯域の低周波信号を検出する検出手段と、
該検出手段により検出した前記低周波信号の増幅、ノイズ除去及び周波数帯域選択を行う増幅・周波数帯域選択回路と、
変調用の可聴周波数帯域のキャリア信号を出力する発振回路及びこの発振回路からのキャリア信号を使用して前記増幅・周波数帯域選択回路からの低周波信号による変調を行い、前記低周波信号成分を含む可聴周波数帯域の記録用信号を出力する変調回路からなる変調器と、
前記変調回路からの記録用信号を記録する記録部を備えたオーディオ録音機器と、
を有することを特徴とする低周波信号記録装置。
【請求項３】
一日の気温の変動等のようなＤＣ〜２０Ｈｚ帯域の低周波信号を検出する検出手段と、
該検出手段により検出した前記低周波信号の増幅、ノイズ除去及び周波数帯域選択を行う増幅・周波数帯域選択回路と、
変調用の可聴周波数帯域の矩形波のキャリア信号を出力する発振回路及びこの発振回路からのキャリア信号を使用して前記増幅・周波数帯域選択回路からの低周波信号のパルス幅変調を行い、前記低周波信号成分を含む可聴周波数帯域の矩形波の記録用信号を出力する変調回路からなる変調器と、
前記変調回路からの記録用信号を記録する記録部を備えたオーディオ録音機器と、
を有することを特徴とする低周波信号記録装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、低周波信号記録装置に関し、詳しくは、一日の気温の変動等のような低周波信号を、オーディオ録音機器を利用して記録する簡略構成からなる低周波信号記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一日の気温の変動等のような信号は、例えばＤＣレベルから２０Ｈｚ程度の極めて低い周波数（超低周波）の信号である。
【０００３】
一方、最近普及・低価格化が著しいポータブル型のオーディオ録音機器は、通常ヒトの可聴周波数帯域を処理すれば十分なため、２０Ｈｚ程度以下の超低周波信号はオーディオ録音機器に搭載したＨＰＦ（ハイパスフィルタ）を用いてカットし、可聴周波数帯域の信号のみを記録（録音）、再生するように構成している。
【０００４】
このため、オーディオ録音機器の録音機能を利用して一日の気温の変動等の信号を記録しようとしても、この信号はＨＰＦにより除去されてしまい記録することは不可能である。
【０００５】
特許文献１には、携帯用電子機器装置として、生理条件、例えば脈拍、体温、血圧、体脂肪率等を検出する装置が提案されている。
【０００６】
しかしながら、特許文献１の場合、検出手段の構成が複雑である割には、その性能が問題視されるとともに普及・低価格化したポータブル型のオーディオ録音機器の記録機能を利用するようなものではない。
【特許文献１】特開平１１−１６４９６６号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
本考案が解決しようとする問題点は、一日の気温の変動等のような超低周波信号を公知のオーディオ録音機器を利用して記録、再生可能とする簡略構成の低周波信号記録装置が存在しない点である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本考案の低周波信号記録装置は、ＤＣ〜２０Ｈｚ帯域の低周波信号を検出する検出手段と、変調用の可聴周波数帯域のキャリア信号を出力する発振回路及び該発振回路からのキャリア信号を使用して前記低周波信号による変調を行い、前記低周波信号成分を含む可聴周波数帯域の記録用信号を出力する変調回路からなる変調器と、前記変調回路からの記録用信号を記録する記録部を備えたオーディオ録音機器と、を有することを最も主要な特徴とする。
【考案の効果】
【０００９】
本考案によれば、以下の効果を奏する。
請求項１記載の考案によれば、検出手段によりＤＣ〜２０Ｈｚ帯域の低周波信号を検出し、変調器における発振回路により可聴周波数帯域のキャリア信号を出力し、このキャリア信号を使用して変調回路により前記低周波信号による変調を行って、前記低周波信号成分を含む可聴周波数帯域の記録用信号を出力し、オーディオ録音機器の記録部に可聴周波数帯域の記録用信号を記録するようにしたものであるから、前記低周波信号を公知のオーディオ録音機器を利用し、且つ、オーディオ録音機器に何らの変更を加えることなく記録し、再生することが可能な簡略構成の低周波信号記録装置を提供することができる。
【００１０】
請求項２記載の考案によれば、検出手段により一日の気温の変動等のようなＤＣ〜２０Ｈｚ帯域の低周波信号を検出して、増幅・周波数帯域選択回路により前記低周波信号の増幅やノイズ除去及び周波数帯域選択を行い、変調器における発振回路により可聴周波数帯域のキャリア信号を出力し、このキャリア信号を使用して変調回路により前記低周波信号のパルス幅変調を行って、前記低周波信号成分を含む可聴周波数帯域の記録用信号を出力し、オーディオ録音機器の記録部に可聴周波数帯域の記録用信号を記録するようにしたものであるから、一日の気温の変動等のような超低周波信号を公知のオーディオ録音機器を利用し、且つ、オーディオ録音機器に何らの変更を加えることなくＳ／Ｎ比が良好な状態で記録、再生することが可能な簡略構成の低周波信号記録装置１を提供することができる。
【００１１】
請求項３記載の考案によれば、前記発振回路、変調回路を用いた構成とし、且つ、発振回路により矩形波のキャリア信号を出力し、変調回路から矩形波の記録用信号を出力する構成で、請求項２記載の考案と同様な効果を奏する低周波信号記録装置を提供することができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１２】
本考案は、一日の気温の変動等のような超低周波信号を公知のオーディオ録音機器を利用して記録、再生可能な簡略構成の低周波信号記録装置を提供するという目的を、一日の気温の変動等のようなＤＣ〜２０Ｈｚ帯域の低周波信号を検出する検出手段と、該検出手段により検出した前記低周波信号の増幅、ノイズ除去及び周波数帯域選択を行う増幅・周波数帯域選択回路と、変調用の可聴周波数帯域のキャリア信号を出力する発振回路及びこの発振回路からのキャリア信号を使用して前記増幅・周波数帯域選択回路からの低周波信号による変調を行い、前記低周波信号成分を含む可聴周波数帯域の記録用信号を出力する変調回路からなる変調器と、前記変調回路からの記録用信号を記録する記録部を備えたオーディオ録音機器と、を有する構成により実現した。
【実施例】
【００１３】
以下に、本考案の実施例に係る低周波信号記録装置について図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
本実施例に係る低周波信号記録装置１は、図１に示すように、例えば一日の気温の変動等を検知できるサーミスタ（ｔｈｅｒｍｉｓｔｏｒ）のようなＤＣ〜２０Ｈｚ帯域の低周波信号（超低周波信号）を検出する例えば温度センサ等を用いた検出手段２と、該検出手段２により検出した前記低周波信号の増幅、ノイズ除去及び周波数帯域選択を行いＳＮ比の向上を図る増幅・周波数帯域選択回路３と、変調用の可聴周波数帯域のキャリア信号を出力する発振回路４及び該発振回路４からのキャリア信号を使用して前記増幅・周波数帯域選択回路３からの低周波信号による変調を行い、前記低周波信号成分を含む可聴周波数帯域の記録用信号を出力する変調回路５からなる変調器６と、前記変調回路５からの記録用信号を入力端子８ａから取り込み、記録するハードディスク又はフラッシュメモリ等からなる記録部７を備えたオーディオ録音機器（例えば、録音機能付ポータブルメモリープレイヤー）８と、を有している。
なお、図示する本実施例では、前記オーディオ録音機器８の出力端子８ｂに接続されて前記記録部７に記録した記録用信号の復調を行って前記低周波信号を再生する復調回路９と、該復調回路９により復調された低周波信号を可視的に出力する例えば液晶ディスプレイ等の信号出力手段１０と、を有している。
【００１５】
次に、本実施例に係る低周波信号記録装置１の各要素について詳述する。図２は前記変調器６の具体的構成例を示すものであり、この変調器６は、例えば８ピンのＭＯＳ型ＩＣ（ＬＭＣ５５５）を用いた発振回路４と、同じく例えば８ピンのＭＯＳ型ＩＣ（ＬＭＣ５５５）を用いた変調回路５とを具備している。
【００１６】
すなわち、発振回路４は、Ｖ＋端子に電源電圧＋５Ｖを印加するとともに、電源とＤｉｓｃｈｒｇｅ（Ｄｉｓｃｈ）端子とに接続した抵抗（３９ｋΩ）、Ｄｉｓｃｈｒｇｅ端子とＴｈｒｅｓｈｏｌｄ（ＴＨＤ）端子とに接続した抵抗（１ｋΩ）及びＴｈｒｅｓｈｏｌｄ端子と接地とに接続したコンデンサ（０．０１５μＦ）により定まる発振周波数の矩形波（２．６ｋＨｚ）からなるキャリア信号を出力するマルチバイブレータ動作を行うように構成している。
【００１７】
また、前記発振回路４は、前記増幅・周波数帯域選択回路３からのＤＣ〜２０Ｈｚ帯域（例えば０．０５Ｈｚ  ｐｐ１Ｖ）の低周波信号をＣｏｎｔｒｏｌ  Ｖｏｌｔａｇｅ（Ｃｔｒｌ）端子に、前記キャリア信号をＴｒｉｇｇｅｒ（Ｔｒｇｇ）端子に取り込み、低周波信号のパルス幅（ＰＷＭ）変調を行って、Ｏｕｔｐｕｔ端子から前記低周波信号成分を含む可聴周波数帯域である２．６ｋＨｚ  ｐｐ５Ｖの矩形波からなる記録用信号を出力するように構成している。
【００１８】
前記オーディオ録音機器８は、上述したように、前記変調回路５からの記録用信号を入力端子８ａから取り込み、記録部７に記録（録音）し、必要に応じて出力端子（例えばイヤホン出力端子）８ｂから出力可能な構成としている。
【００１９】
前記復調回路９は、図３に示すように、抵抗（１０ｋΩ）とコンデンサ（１０μＦ）とを用いた積分回路により構成されて、前記オーディオ録音機器８の出力端子８ｂに入力端子９ａを接続することで、前記抵抗（１０ｋΩ）とコンデンサ（１０μＦ）とにより定まる時定数の基に前記記録部７に記録した記録用信号の復調を行い、図４の上欄に示す低周波信号に対応した図４の下欄に示す復調信号を出力端子９ｂから出力するようになっている。
なお、前記記録用信号の復調処理は、一般に公知である上述したハードウェア的処理の他、ソフトウェア的（プログラム処理）に実行することも勿論可能である。
【００２０】
すなわち、ソフトウェア的に復調を行う場合、例えば数十μｓ毎にＨ（Ｈｉｇｈ）とＬ（Ｌｏｗ）を、割り込みをかけてチェックし、この状態が変わるまでに何回カウントできたかをモニターし、過去数百ｍｓ〜１秒程度の値を平均化すればよい。
【００２１】
前記信号出力手段１０は、前記復調回路９の出力端子９ｂから出力される復調された低周波信号を液晶ディスプレイ等により可視的に出力する。また、信号出力手段１０としてプリンタを採用し、図４の下欄に示す復調信号の波形をプリンと出力するように構成することも勿論可能である。
【００２２】
本実施例に係る低周波信号記録装置１において、低周波信号は、ＤＣ〜２０Ｈｚ帯域であるため、キャリア信号の周波数は十分高く、且つ、オーディオ録音機器８において記録（録音）、再生が保証されている最大周波数よりも低くする必要があることに留意する。前者の制限はエリアシングを避けるため、後者の制限はキャリア信号がオーディオ録音機器８の記録、再生の目的信号であることによるものである。
【００２３】
また、オーディオ録音機器８がＭｐ３圧縮機能を有するものであれば、エンコード、デコードがハードウェア的、ソフトウェア的に行われるものであるかを問わず、カットオフ周波数に留意する必要がある。すなわち、キャリア信号の周波数がオーディオ録音機器８の記録、再生可能な周波数範囲にあることに留意する必要がある。
【００２４】
本実施例においては、以上の諸点と、復調信号の原信号である低周波信号に対する忠実度を高めることを考慮して、キャリア信号の周波数としては２〜８ｋＨｚの範囲から選択することが好ましい。
【００２５】
本実施例１の低周波信号記録装置１においては、例えば一日の気温の変動に基づくＤＣ〜２０Ｈｚの低周波信号を変調信号として変調回路５においてキャリア信号のパルス幅を変えて（低周波信号を矩形波のデューティ比として）変調するものである。一日の気温の変動に基づく低周波信号は、図５に示す一周期（ａ＋ｂ）のうちのａの幅に変換されるものであり、一日の気温の変動に応じてデューティ比のみが変化する。また、前記変調回路５が出力する記録用信号（矩形波）は、約２．６ｋＨｚで、±４００ｍＶ（Ｓｉｇｎａｌ  Ｇｒｏｕｎｄ中心）位振れる。
【００２６】
一方、直接観察される低周波信号の電圧は図示しないチャージアンプで減衰されるために、ＤＣ〜２０Ｈｚの低周波信号は約±６ｍＶ振れる。この低周波信号を変調した場合、変調度は約１０％となる。上述した場合と同様にして低周波信号の電圧は約±１８ｍＶ振れる。この場合は変調度は約３０％となる。
【００２７】
本実施例１の低周波信号記録装置１においては、例えば深く大きな呼吸で飽和してしまい出力電圧が電源電圧にクリップすることを回避するため、図示しないチャージアンプで大きく減衰させるように構成している。また、変調回路５の変調度も安全を見越して浅く設定している。
【００２８】
前記変調器６における変調方式としては、上述したパルス幅変調方式の他、公知の入力信号に応じて出力信号の振幅を変化させる振幅変調（ＡＭ変調）、入力信号に応じて出力信号の周波数を変化させる周波数変調（ＦＭ変調）、入力信号に応じて出力信号のパルス位置を変化させるパルス位相変調（ＰＰＭ変調）、入力信号のパルス振幅変調、量子化を行い、更に２進符号に変換するパルス符号変調（ＰＣＭ変調）等から選択される所望の変調方式を採用することも勿論可能である。
【００２９】
前記振幅変調（ＡＭ変調）、周波数変調（ＦＭ変調）、パルス位相変調（ＰＰＭ変調）、パルス符号変調（ＰＣＭ変調）の各波形の典型例を図６に概略的に示す。
【００３０】
以上説明した本実施例によれば、前記検出手段２により一日の気温の変動等のようなＤＣ〜２０Ｈｚ帯域の低周波信号を検出し、増幅・周波数帯域選択回路３により前記低周波信号の増幅、ノイズ除去及び周波数帯域選択を行い、変調器６における発振回路４により可聴周波数帯域のキャリア信号を出力し、このキャリア信号を使用して変調回路５により前記低周波信号のパルス幅変調を行って、前記低周波信号成分を含む可聴周波数帯域の記録用信号を出力し、オーディオ録音機器８の記録部７に可聴周波数帯域の記録用信号を記録するようにしたものであるから、一日の気温の変動等等のような超低周波信号を公知のオーディオ録音機器８を利用し、且つ、オーディオ録音機器８に何らの変更を加えることなくＳ／Ｎ比が良好な状態で記録、再生することが可能な簡略構成の低周波帯域の信号簡易記録器（データロガー）として活用できる低周波信号記録装置１を提供することができる。
【００３１】
また、本実施例によれば、オーディオ録音機器８に復調回路９及び信号出力手段１０を接続することで、前記記録部７に記録した記録用信号に含まれる低周波信号の復調、復調された低周波信号の可視的な出力（例えばオシロスコープ又はパソコンのオーディオ  ライン  イン端子等より取り込み可視化）を行うことができる簡略構成の低周波信号記録装置１を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本考案は、上述した場合、すなわち一日の気温の変動の他、一日の気圧の変化、一日の紫外線、赤外線の照射量の変化等のような超低周波信号の検出、記録、再生に幅広く適用でき、経過のバイタルサインの記録機器の低価格化に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本実施例に係る低周波信号記録装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本実施例に係る低周波信号記録装置における変調器の具体的回路例を示す図である。
【図３】本実施例に係る低周波信号記録装置における復調回路の具体的回路例を示す図である。
【図４】本実施例に係る低周波信号記録装置における低周波信号、復調信号の波形例を示す図である。
【図５】本実施例に係る低周波信号記録装置における低周波信号、復調信号の波形説明図である。
【図６】本実施例における振幅変調、周波数変調、パルス位相変調、パルス符号変調の各波形の典型例を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    低周波信号記録装置
２    検出手段
３    増幅・周波数帯域選択回路
４    発振回路
５    変調回路
６    変調器
７    記録部
８    オーディオ録音機器
８ａ  入力端子
８ｂ  出力端子
９    復調回路
９ａ  入力端子
９ｂ  出力端子
１０    信号出力手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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